KR101596494B1 - Electrode Current Collector Comprising Nonconductor for Preventing Internal Short-Circuit - Google Patents

Electrode Current Collector Comprising Nonconductor for Preventing Internal Short-Circuit Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부 단락을 방지할 수 있는 부도체를 포함하는 전극 집전체에 관한 것으로서, 상세하게는, 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있는 전극 집전체를 제공한다.
이러한 부도체는 내부 단락을 억제하는 저지막 역할을 수행할 수 있고, 내부 단락시 전지셀 내부의 전류의 흐름을 약화시켜 발화로 진행되는 것을 억제하는 효과가 있다.
The present invention relates to an electrode current collector including a nonconductive material capable of preventing an internal short circuit, and more particularly, to an electrode current collector in which a nonconductive material is inserted into a metal base material.
This nonconductor can serve as a stopper film for suppressing an internal short circuit, and has an effect of suppressing the flow of electric current inside the battery cell during internal short-circuiting and suppressing the occurrence of ignition.

Description

내부 단락을 방지할 수 있는 부도체를 포함하는 전극 집전체 {Electrode Current Collector Comprising Nonconductor for Preventing Internal Short-Circuit}[0001] Electrode Current Collector Comprising Nonconductor for Preventing Internal Short-Circuit [0002]

본 발명은 내부 단락을 방지할 수 있는 부도체를 포함하는 전극 집전체에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode current collector including an insulator which can prevent an internal short circuit.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for secondary batteries as energy sources is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage, long cycle life and low self- It has been commercialized and widely used.

이러한 이차전지 중, 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지와 같은 이차전지에 대한 수요가 높다.Among these secondary batteries, there is a demand for a prismatic battery and a pouch type battery which can be applied to products such as cellular phones with a thin thickness in terms of shape, and a lithium ion battery having high energy density, discharge voltage, There is a high demand for secondary batteries such as polymer batteries.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 전극조립체를 적층하거나 권취한 상태로 알루미늄 캔 또는 라미네이트 시트의 전지케이스에 내장한 다음 전해액을 주입하거나 함침시키는 것으로 구성되어 있다.Generally, a secondary battery includes an electrode assembly composed of a cathode, a cathode, and a separator interposed between the anode and the cathode, which is laminated or wrapped in a battery case of an aluminum can or a laminate sheet in a state of being wound and then injected or impregnated with an electrolyte have.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.One of the major research tasks in such secondary batteries is to improve safety. For example, a secondary battery can have a high temperature and / or high temperature inside the battery that can be caused by an abnormal operating condition of the battery, such as an internal short circuit, an overcharged condition exceeding an allowable current and voltage, exposure to a high temperature, The explosion of the battery may be caused by high pressure.

특히, 이러한 안전성의 문제 중에서, 반복적인 충방전과 과충전 등으로 인해, 양극에서 탈리된 과잉의 리튬이온이 삽입될 수 있는 음극 내부의 공간이 부족하게 되어, 리튬이온이 음극 표면에서 리튬 금속으로 석출되거나, 전지의 제조과정에서 혼입된 금속성분 불순물이 재결정화 되면서, 분리막을 관통하여 양극에 접촉됨으로써 발생하는 내부단락으로 인한 안전성의 문제는 매우 심각한 실정이며, 이러한 문제를 해결하기 위한 대안들이 검토되고 있다.Particularly, among these safety problems, due to repetitive charging / discharging and overcharging, the space inside the cathode where excess lithium ions desorbed from the positive electrode can be inserted becomes insufficient, and lithium ions precipitate from the surface of the negative electrode to lithium metal The problem of safety due to an internal short circuit that occurs when the impurities of the metal components mixed in the process of manufacturing the battery are recrystallized and contacted with the anode through the separator is very serious and alternatives for solving such problems have been examined have.

한편, 종래에는 내열성을 향상시킨 양극 활물질로 예를 들면, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2이 있다. 이러한 활물질은 저가격 및 고용량 재료인 LiNiO2의 사이클 수명과 충전시의 열적 안정성을 개선시키기 위해, Ni의 일부를 Co와 Al을 대신 첨가함으로써, Ni 양이온의 이동을 억제하여 결과적으로는 내열성을 향상시킨 양극 활물질이다.On the other hand, Li (Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 ) O 2 is, for example, a cathode active material having improved heat resistance in the past. In order to improve the cycle life of LiNiO 2 , which is a low-cost and high-capacity material, and to improve the thermal stability at the time of filling, such an active material is added with a part of Ni instead of Co and Al to thereby suppress migration of Ni cations, It is a cathode active material.

하지만, 이러한 양극 활물질들을 전지셀의 양극재로 사용할 경우, 낮은 저항으로 인해 내부 단락에 취약하여 발화 폭발 등의 안정성 문제를 가지고 있었다. 특히 자동차용 등의 고용량 중대형 전지셀의 경우, 내부 단락에 일어날 경우 폭발력이 상당히 커, 실제 제품으로 사용하기 위해서는 이러한 안전성 문제의 해결이 시급한 실정이다.However, when such a cathode active material is used as a cathode material of a battery cell, it is vulnerable to an internal short circuit due to low resistance, and thus has stability problems such as ignition explosion. Particularly, in the case of a large-capacity, large-capacity battery cell such as an automobile, explosion force is considerably large when an internal short circuit occurs. Therefore, in order to use the battery as an actual product, solving such a safety problem is urgent.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, a need exists for a technique capable of solving such a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입 되어 있는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have confirmed that a desired effect can be achieved when insulators are inserted into the metal substrate as will be described later, It came to the following.

따라서, 본 발명에 따른 전극 집전체는 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.Therefore, the electrode current collector according to the present invention is characterized in that a non-conductive material is inserted into the metal substrate.

즉, 본 발명에 따른 전극 집전체는, 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있을 경우, 외부 금속물질의 관통 등으로 인한 내부 단락을 억제하는 저지막 역할을 수행할 수 있고, 내부 단락시에도 전지셀 내부의 전류의 흐름을 약화시켜 발화로 진행되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.That is, in the electrode current collector according to the present invention, when the non-conducting material is inserted into the metal substrate, the electrode current collector can serve as a stopper film for preventing internal short circuit due to penetration of the external metallic material, The flow of the current in the cell is weakened and it is possible to suppress the progress of the ignition.

상세하게는, 상기 부도체는 하나 이상의 부도체 막 또는 하나 이상의 부도체 로드(rod) 형태일 수 있다.In particular, the non-conductor may be in the form of one or more non-conductive films or one or more non-conductive rods.

하나의 구체적인 예에서, 상기 부도체 막은 금속 기재 상에 전극 집전체의 대면 방향으로 소정 두께를 가질 수 있다. 상세하게는, 상기 부도체 막은 2 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하의 두께를 가질 수 있고, 더욱 상세하게는, 2 마이크로미터 이상 내지 8 마이크로미터 이하의 두께일 수 있다.In one specific example, the non-conductive film may have a predetermined thickness on the metal substrate in the direction of the facing surface of the electrode collector. Specifically, the non-conductive film may have a thickness of 2 to 10 micrometers or less, more specifically, 2 to 8 micrometers or less.

상기 부도체의 두께가 2 마이크로미터 미만인 경우, 쉽게 균열 내지 파단이 발생하여 저지막 역할을 적절히 수행할 수 없고, 10 마이크로미터 초과인 경우에는 전극 집전체가 가져야 하는 전자 pass로의 역할을 수행하기 어려워 발열 및 고저항 형성 등의 영향을 줄 수 있고, 금속박막이 가지는 연성 등을 저해하여 코팅된 전극 활물질에 좋지 않은 영향을 줄 수 있으며, 전극 집전체 전체의 두께를 증가시켜 콤팩트한 전지를 제조할 수 없으며, 재료가 낭비될 수 있다.When the thickness of the nonconductor is less than 2 micrometers, cracking or breakage may easily occur and the blocking film may not be properly performed. When the thickness of the nonconductor is more than 10 micrometers, And the formation of a high resistance, etc., and it can hinder the softness and the like of the metal thin film to adversely affect the coated electrode active material, and it is possible to manufacture a compact battery by increasing the thickness of the whole electrode current collector No, material can be wasted.

하나의 구체적인 예에서, 상기 부도체 막은 금속 기재의 평면 넓이와 동일하거나 그 보다 적은 넓이를 가질 수 있고, 상세하게는 상기 부도체 막의 넓이는 금속 기재의 넓이의 50% 이상 내지 100% 이하일 수 있고, 50% 미만인 경우에는 상기 부도체 막이 전지셀 내부의 전류의 흐름을 저지할 수 있는 충분한 넓이를 가질 수 없어 발화를 방지할 수 없고, 100%를 초과할 경우 전극 집전체의 제조가 어렵고, 재료가 낭비될 수 있다.In one specific example, the non-conductive film may have a width equal to or less than the width of the metal substrate, specifically, the width of the non-conductive film may be 50% or more to 100% or less of the width of the metal substrate, %, The non-conductive film can not have a sufficient width to prevent the flow of current in the battery cell, and the ignition can not be prevented. When it exceeds 100%, the electrode current collector is difficult to manufacture and the material is wasted .

상기 부도체 로드(rod)의 직경은 2 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하일 수 있다.The diameter of the nonconductive rod may be greater than or equal to 2 micrometers and less than or equal to 10 micrometers.

상기 부도체는 고무, 유리, 실리콘 고무, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 에폭시수지, 멜라민수지, 페놀 수지, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고무는 천연 고무 또는 합성 고무일 수 있다. 상세하게는, 상기 합성 고무는 실리콘 고무일 수 있다.The nonconductive material may be composed of one or more materials selected from the group consisting of rubber, glass, silicone rubber, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, epoxy resin, melamine resin, phenol resin and polyurethane. The rubber may be natural rubber or synthetic rubber. Specifically, the synthetic rubber may be a silicone rubber.

하나의 구체적인 예에서, 상기 부도체는 탄화수소화합물(hydrocarbon)로 이루어질 수 있고, 또는 열가소성 수지(thermoplastic resin)로 코팅된 구슬일 수 있다. 상기 열가소성 수지로 코팅된 구슬은, 내부 단락으로 인해 전지 내부의 온도 상승 시, 열가소성 수지가 전극 집전체 내부에서 녹으면서 면밀한 내부층을 형성할 수 있고, 외부 도전성 물질의 관통에 의한 내부 단락시 도전pass가 될 수 있는 도전성 물질 위에 비전도성의 고분자 코팅이 이루어져 전지셀 내부의 전류의 흐름을 효과적으로 약화시킬 수 있다.In one specific example, the nonconductor may be composed of a hydrocarbon or may be a bead coated with a thermoplastic resin. The beads coated with the thermoplastic resin can form a close inner layer while melting the thermoplastic resin in the electrode current collector when the temperature inside the battery rises due to an internal short circuit, a nonconductive polymer coating is formed on the conductive material which can be a pass, so that the current flow inside the battery cell can be effectively weakened.

상기 금속 기재는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(스테인리스 스틸 포함)등으로 이루어질 수 있다.The metal substrate may be made of aluminum (Al), copper (Cu), iron (including stainless steel), or the like.

상기 금속 기재의 두께는 부도체가 그 내부에 삽입될 수 있는 범위에서 5 마이크로미터 이상 내지 20 마이크로미터 이하일 수 있다. 상기 금속 기재의 두께의 범위는 실제 전지 제작공정에서 적용되는 범위이다. 이때, 금속 기재의 두께가 5 마이크로미터 미만인 경우, 집전체의 두께가 너무 얇아 부도체층을 제외한 도체층이 너무 얇게 형성되어 충분한 전자pass가 이루어지지 못할 수 있다.The thickness of the metal substrate may range from 5 micrometers or more to 20 micrometers or less in the range where the non-conductive material can be inserted into the non-conductive material. The range of the thickness of the metal base is a range applied in an actual battery manufacturing process. At this time, if the thickness of the metal substrate is less than 5 micrometers, the thickness of the current collector is too thin, so that the conductor layer except for the conductor layer is formed too thin and sufficient electron passing may not be achieved.

상세하게는, 상기 금속 기재는, 예를 들어, Al일 경우, 두께는 10 마이크로미터 이상 내지 20 마이크로미터 이하일 수 있고, 상기 금속기재가 Cu일 경우에는 두께가 5 마이크로미터 이상 내지 20 마이크로미터 이하일 수 있다.Specifically, when the metal substrate is made of Al, the thickness may be 10 micrometers or more to 20 micrometers or less. When the metal substrate is Cu, the thickness may be 5 micrometers or more to 20 micrometers or less .

하나의 구체적인 예에서, 상기 부도체는 용접, 부착, 또는 인서트 사출 성형 방법에 의해 금속 기재 내부에 삽입될 수 있다. 그러나, 이러한 방법들로 한정되지는 않고, 다양한 방법으로 형성이 가능하다.In one specific example, the nonconductor can be inserted into the metal substrate by welding, attachment, or insert injection molding. However, the present invention is not limited to these methods, but can be formed in various ways.

본 발명은 또한 상기 전극 집전체 상에 전극 활물질, 또는 전극 활물질을 포함하는 전극 합제가 도포되어 있는 전극을 제공한다. 상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있고, 상기 양극은 양극 활물질로서, 하기 화학식 1 또는 2로 표현되는 리튬 전이금속 산화물을 포함할 수 있다.The present invention also provides an electrode coated with an electrode active material or an electrode active material containing an electrode active material on the electrode current collector. The electrode may be a positive electrode or a negative electrode, and the positive electrode may include a lithium transition metal oxide represented by the following Formula 1 or 2 as a positive electrode active material.

LixMyMn2-yO4-zAz (1)Li x M y Mn 2 - y O 4 - z z (1)

상기 식에서,In this formula,

M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;

A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이고;A is one or more anions of -1 or -2;

0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이다.
0.9? X? 1.2, 0 <y <2, 0? Z <0.2.

(1-x)LiM’O2-yAy -xLi2MnO3-y’Ay’ (2)(1-x) LiM'O 2-y A y -xLi 2 MnO 3 -y ' A y' (2)

상기 식에서, In this formula,

M’은 MnaMb이고;M 'is Mn a M b ;

M은 Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 2주기 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며;M is one or more selected from the group consisting of Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and two period transition metals;

A는 PO4, BO3, CO3, F 및 NO3의 음이온으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고;A is at least one selected from the group consisting of anions of PO 4 , BO 3 , CO 3 , F and NO 3 ;

0<x<1, 0<y≤0.02, 0<y’≤0.02, 0.5≤a≤1.0, 0≤b≤0.5, a + b = 1이다.0 <x <1, 0 <y? 0.02, 0 <y? 0.02, 0.5? A? 1.0, 0 b? 0.5, a + b =

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극이 음극일 경우, 상기 음극은 음극 활물질로서, 탄소계 물질, 및/또는 Si을 포함할 수 있다. In one specific example, when the electrode is a cathode, the cathode may include a carbon-based material and / or Si as an anode active material.

본 발명은, 또한 상기 전극을 포함하는 이차전지일 수 있다.The present invention can also be a secondary battery including the electrode.

상기 이차전지는 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 또는 리튬 폴리머 전지일 수 있다.The secondary battery may be a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery.

본 발명은 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention provides a battery module including the secondary battery as a unit battery, a battery pack including the battery module, and a device including the battery pack as a power source.

이 때, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템일 수 있다.At this time, the device may be an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a system for power storage.

일반적으로, 상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물인 전극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.Generally, the positive electrode is prepared by applying an electrode mixture, which is a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder, on a positive electrode collector, followed by drying. If necessary, a filler may be further added to the mixture.

상기 양극 활물질은, 상기 화학식 1 또는 2로 표현되는 리튬 전이금속 산화물 외에, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2-xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals, in addition to the lithium transition metal oxide represented by Formula 1 or 2. Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); A lithium manganese composite oxide having a spinel structure represented by LiNi x Mn 2-x O 4 ; LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like, but is not limited thereto.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 이상 내지 500 마이크로미터 이하의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of not less than 3 micrometers and not more than 500 micrometers. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery. Examples of the positive electrode current collector include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.

한편, 상기 탄성을 갖는 흑연계 물질이 도전재로 사용될 수 있고, 상기 물질들과 함께 사용될 수도 있다.On the other hand, the graphite-based material having elasticity may be used as a conductive material, and may be used together with the materials.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50 wt% based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 리튬 이차전지들은 일반적으로 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극에 개재되는 분리막 및 리튬염 함유 비수 전해질로 구성되어 있으며, 리튬 이차전지의 기타 성분들에 대해 이하에서 설명한다.The lithium secondary batteries generally include an anode, a cathode, a separator interposed between the anode and the cathode, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. Other components of the lithium secondary battery will be described below.

상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.The negative electrode is prepared by applying, drying and pressing an anode active material on an anode current collector, and may optionally further include a conductive material, a binder, a filler, and the like as described above.

상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; 티타늄 산화물; 리튬 티타늄 산화물 등을 사용할 수 있고, 상세하게는 탄소계 물질 및/또는 Si을 포함할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, Halogen, 0 &lt; x &lt; Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Sb 2 O 3, Sb 2 O 4, Sb 2 O 5, GeO, GeO 2, Bi 2 O 3, Bi 2 O 4, And Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; Titanium oxide; Lithium titanium oxide and the like can be used, and in particular, a carbon-based material and / or Si can be included.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 이상 내지 500 마이크로미터 이하의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of not less than 3 micrometers and not more than 500 micrometers. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples of the anode current collector include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, a surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하이고, 두께는 일반적으로 5 마이크로미터 이상 내지 300 마이크로미터 이하이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally not less than 0.01 micrometer to 10 micrometers, and the thickness is generally not less than 5 micrometers and not more than 300 micrometers. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.

상기 리튬염 함유 비수 전해질은, 비수 전해질과 리튬으로 이루어져 있고, 비수 전해질로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte is composed of a nonaqueous electrolyte and lithium. Nonaqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like are used as the nonaqueous electrolyte, but the present invention is not limited thereto.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

또한, 상기 리튬염 함유 비수 전해질에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.The lithium salt-containing non-aqueous electrolyte may further contain, for the purpose of improving charge / discharge characteristics, flame retardancy, etc., for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride, etc. May be added. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.

본 발명은, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 전지모듈, 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention provides a battery module including the secondary battery as a unit cell, a battery pack including the battery module, and a device including the battery pack as a power source.

이 때, 상기 디바이스의 구체적인 예로는, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, specific examples of the device include a power tool that is powered by an electric motor and moves; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; And a power storage system, but the present invention is not limited thereto.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 집전체는, 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있으므로, 외부 금속 물질의 관통 등으로 인한 내부 단락을 억제하는 저지막 역할을 수행할 수 있고, 내부 단락시 부도체의 영향에 의해 전지셀 내부의 전류의 흐름을 약화시켜 발화로 진행되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, since the electrode current collector according to the present invention has a nonconductor inserted in the metal substrate, the electrode current collector can serve as a stopper film for suppressing an internal short circuit due to penetration of external metal material, The flow of current in the battery cell is weakened due to the influence of the time-nonconductive material, thereby suppressing the occurrence of ignition.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있는 전극 집전체의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 집전체의 모식적인 평면도이다.
1 is a schematic view of an electrode current collector in which a nonconductor is inserted into a metal substrate according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic plan view of an electrode current collector according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있는 전극 집전체(100)의 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 집전체의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view of an electrode current collector 100 in which a nonconductor is inserted in a metal substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of an electrode current collector 100 according to an embodiment of the present invention. Is schematically shown.

도 1 및 2를 참조하면, 전극 집전체(100)에 금속 기재(110)의 내부에 부도체(120)가 내부 단락을 방지할 수 있도록 2 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하의 두께(A)의 막 형태로 삽입되어 내부 층을 형성하고 있다. 또한, 금속 기재의 두께는 부도체가 그 내부에 삽입될 수 있도록 5 마이크로미터 이상 내지 20 마이크로미터 이하의 두께(B)로 형성되어 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a non-conductive material 120 is formed on the electrode current collector 100 in the metal substrate 110 to have a thickness A of not less than 2 micrometers and not more than 10 micrometers, And is inserted in a film form to form an inner layer. In addition, the thickness of the metal substrate is formed to be a thickness (B) of not less than 5 micrometers and not more than 20 micrometers so that the non-conductive material can be inserted therein.

또한, 부도체 막(120)의 평면상의 넓이는 금속 기재(110)의 평면상의 넓이의 50% 이상 내지 100% 이하의 범위이다.The width of the non-conductor film 120 on the plane is in a range of 50% or more to 100% or less of the width of the flat surface of the metal substrate 110.

즉, 본 발명에 따른 전극 집전체는, 금속 기재의 내부에 부도체(120)가 삽입되어 있어, 외부 금속물질의 침입으로 인한 내부 단락을 억제하는 저지막 역할을 수행할 수 있고, 내부 단락시에도 전지셀 내부의 전류의 흐름을 부도체(120)가 약화시켜 발화로 진행되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
That is, in the electrode current collector according to the present invention, the non-conductive material 120 is inserted into the metal substrate, so that the electrode current collector can serve as a stopper film for preventing an internal short circuit due to intrusion of an external metal material, It is possible to suppress the flow of the current in the battery cell to weaken the nonconductor 120 and to prevent the igniter from proceeding.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (20)

금속 기재의 내부에 부도체가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 집전체.And a non-conductor is inserted into the inside of the metal substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 부도체는 하나 이상의 부도체 막 또는 하나 이상의 부도체 로드(rod) 형태인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector of claim 1, wherein the non-conductive material is in the form of one or more non-conductive films or one or more non-conductive rods. 제 2 항에 있어서, 상기 부도체 막은 2 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 2, wherein the non-conductive film has a thickness of not less than 2 micrometers and not more than 10 micrometers. 제 2 항에 있어서, 상기 부도체 막의 넓이는 금속 기재의 넓이의 50% 이상 내지 100% 이하인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 2, wherein the width of the non-conductive film is 50% or more to 100% or less of the width of the metal substrate. 제 2 항에 있어서, 상기 부도체 로드(rod)의 직경은 2 마이크로미터 이상 내지 10 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 2, wherein a diameter of the nonconductive rod is not less than 2 micrometers and not more than 10 micrometers. 제 1 항에 있어서, 상기 부도체는 고무, 유리, 실리콘 고무, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 에폭시수지, 멜라민수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the nonconductor is made of at least one material selected from the group consisting of rubber, glass, silicone rubber, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, polyurethane Electrode collector. 제 6 항에 있어서, 상기 고무는 천연 고무 또는 합성 고무인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 6, wherein the rubber is natural rubber or synthetic rubber. 제 7 항에 있어서, 상기 합성 고무는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 7, wherein the synthetic rubber is a silicone rubber. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 기재는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 1, wherein the metal substrate is made of aluminum (Al) or copper (Cu). 제 1 항에 있어서, 상기 금속 기재의 두께는 부도체가 그 내부에 삽입될 수 있는 범위에서 5 마이크로미터 이상 내지 20 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 전극 집전체.The electrode collector according to claim 1, wherein the thickness of the metal base is in a range of 5 micrometers or more to 20 micrometers or less in a range in which the non-conductive material can be inserted therein. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전극 집전체 상에 전극 활물질, 또는 전극 활물질을 포함하는 전극 합제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.An electrode comprising an electrode current collector according to any one of claims 1 to 10 applied with an electrode active material or an electrode active material containing an electrode active material. 제 11 항에 있어서, 상기 전극은 양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 전극.The electrode according to claim 11, wherein the electrode is an anode or a cathode. 제 12 항에 있어서, 상기 양극은 양극 활물질로서, 하기 화학식 1 또는 2로 표현되는 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극:
LixMyMn2-yO4-zAz (1)
상기 식에서,
M은 Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 원소이며;
A는 -1 또는 -2가의 하나 이상의 음이온이고;
0.9≤x≤1.2, 0<y<2, 0≤z<0.2이다.


(1-x)LiM’O2-yAy -xLi2MnO3-y’Ay’(2)
상기 식에서,
M’은 MnaMb이고;
M은 Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn 및 2주기 전이금속들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며;
A는 PO4, BO3, CO3, F 및 NO3의 음이온으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고;
0<x<1, 0<y≤0.02, 0<y’≤0.02, 0.5≤a≤1.0, 0≤b≤0.5, a + b = 1이다.
13. The electrode according to claim 12, wherein the anode comprises a lithium transition metal oxide represented by the following general formula (1) or (2) as a cathode active material:
Li x M y Mn 2 - y O 4 - z z (1)
In this formula,
M is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, ;
A is one or more anions of -1 or -2;
0.9? X? 1.2, 0 <y <2, 0? Z <0.2.


(1-x) LiM'O 2-y A y -xLi 2 MnO 3 -y ' A y' (2)
In this formula,
M 'is Mn a M b ;
M is one or more selected from the group consisting of Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn and two period transition metals;
A is at least one selected from the group consisting of anions of PO 4 , BO 3 , CO 3 , F and NO 3 ;
0 <x <1, 0 <y? 0.02, 0 <y? 0.02, 0.5? A? 1.0, 0 b? 0.5, a + b =
제 12 항에 있어서, 상기 음극은 음극 활물질로서, 탄소계 물질, 또는 Si, 또는 탄소계 물질 및 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극.13. The electrode according to claim 12, wherein the negative electrode comprises a carbon-based material, Si, or a carbon-based material and Si as an anode active material. 제 11 항에 따른 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery comprising an electrode according to claim 11. 제 15 항에 있어서, 상기 이차전지는 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 또는 리튬 폴리머 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.16. The secondary battery according to claim 15, wherein the secondary battery is a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery. 제 15 항에 따른 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising a secondary battery according to claim 15 as a unit cell. 제 17 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 17. 제 18 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.The device according to claim 18, comprising the battery pack as a power source. 제 19 항에 있어서, 상기 디바이스는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.20. The device of claim 19, wherein the device is an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, or a system for power storage.
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